一种对ε-聚赖氨酸及其盐溶液脱色的方法
【专利摘要】本发明公开了一种对ε-聚赖氨酸及其盐溶液脱色的方法，属于生物化工领域。本发明实施步骤如下：(1)大孔树脂的预处理；(2)脱色；(3)大孔树脂的再生。应用本发明的方法可以获得外观为白色至淡黄色样品，且ε-PL的损失率小。同时，大孔树脂容易再生，操作环境良好，适合工业化大生产使用。
【专利说明】一种对ε-聚赖氨酸及其盐溶液脱色的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种对ε-聚赖氨酸及其盐溶液脱色的方法，属于生物化工领域。
【背景技术】
[0002] ε -聚赖氨酸（ε -PL)是由链霉菌、丝状真菌或芽孢杆菌等微生物胞外分泌产生 的一种同型氨基酸聚合物。它一般由25-35个L-赖氨酸单体通过a -C00H和ε -ΝΗ2脱水 缩合而成，分子量通常为2500_4500Da。由于ε-PL具有水溶性好、热稳定性强、抑菌谱广 等特点，目前主要作为生物食品防腐剂广泛应用于日本、韩国、欧美等国家和地区的食品工 业。然而，目前ε-PL的生产还只能在少数国家实现，主要集中在日本。随着国内ε-PL发 酵水平的稳步提升，已经初步具备了产业化的潜力。因此，研究从发酵液中高效分离和提取 ε -PL方法对实现其工业化生产至关重要。
[0003] ε -PL的分离纯化主要包括固液分离、离子交换、色素脱除和有机溶剂沉淀等步 骤。其中，色素脱除往往采用活性炭吸附的方法，尽管该方法往往活性炭用量大、难再生、操 作环境差，更为重要的是目标产品ε -PL损失率较高，通常在10%以上。
[0004] 因此，提供一种新的ε -PL及其盐溶液脱色方法对于提高ε -PL产品纯度和感官 具有重要意义。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服传统技术的不足，提供一种对ε -聚赖氨酸及其盐溶液脱 色的方法，尤其是一种工艺简单、效果显著的大孔树脂吸附去除ε -PL和/或其盐溶液中色 素杂质的方法。
[0006] 为实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：
[0007] 1)大孔树脂的预处理：先采用0. 5-2Μ HC1浸泡、去离子水洗至pH中性、0. 5-2Μ NaOH浸泡、去离子水洗至pH中性；然后用95%乙醇浸泡、用去离子水洗至乙醇被完全去除 为止；
[0008] 2)脱色：将含有5-500g/L ε -PL和/或其盐的溶液以lBV/h-4BV/h的速度压入装 填有大孔树脂的色谱柱中，并收集流出液。
[0009] 所述方法还包括对大孔树脂进行再生：先用去离子水以4BV/h的速度洗至流出液 无色，再用体积分数20% -60%的乙醇水溶液以2BV/h的速度洗至流出液无色。
[0010] 步骤1)中所用的大孔树脂优选聚丙乙烯型，进一步优选DA201-B、DA201-C、 DA201-C II、DA201-D、SX-8、HP-20或其他同等大孔吸附树脂中的一种或几种。
[0011] 所述大孔吸附树脂DA201-B、DA201-C、DA201-C II、DA201-D购自江苏苏青水处理 工程基团有限公司。
[0012] 所述SX-8和HP-20购自安徽三星树脂科技有限公司。
[0013] 步骤2)中ε-PL和/或其盐的溶液可以是发酵液去除菌体后的清液，也可以是经 离子交换后的洗脱液，还可以是ε -PL和/或其盐粗品的复溶水溶液。
[0014] 步骤2)优选用酸碱液调整ε -PL和/或其盐的溶液的pH值为5. 0-9. 0。
[0015] 所述方法进一步优选以下步骤：
[0016] 1)大孔树脂的预处理：首先用0. 5-2M HC1浸泡4-6h，用去离子水洗至pH中性；然 后用0. 5-2M NaOH浸泡4-6h，用去离子水洗至pH中性；最后用95%乙醇浸泡12h，用去离 子水洗至乙醇被完全去除为止；
[0017] 2)脱色：将含有5_500g/L ε -PL和/或盐的溶液以lBV/h_4BV/h的速度压入装填 有大孔树脂的色谱柱（1. 6X20cm)中，并收集流出液至10BV时停止；
[0018] 3)大孔树脂的再生：先用去离子水以4BV/h的速度洗至流出液至无色，再用 58720^-60% (v/v)乙醇水溶液以2BV/h的速度洗至流出液无色，即完成大孔树脂再生。
[0019] 本发明采用大孔树脂对ε-聚赖氨酸及其盐溶液进行脱色，所得ε-PL及其盐产 品的回收率不低于95%，纯度能够提高20%以上，产品外观为白色至淡黄色，色素去除率 达到90%以上。由于其较高的孔隙率和对有机物高度的选择性，它能够在有效吸附色素的 同时最低程度地吸附ε-PL。而且大孔树脂容易再生，操作环境良好，适合工业化大生产使 用。该方法具有很高的实际应用价值，优势明显。
【具体实施方式】
[0020] 色素去除率的测定方法：将样品溶液稀释20倍，在410nm下测定其吸光值，脱色率 计算公式如下：脱色率（％ ) = (A〇-Ae)/A〇X 100,其中Ao和Ae分别为样品溶液脱色前后 在410nm下的吸光值。
[0021] ε -PL 的测定方法：Itzhaki 法（Itzhaki, 1972)。
[0022] 实施例1采用大孔树脂DA201-B
[0023] (1)大孔树脂预处理：首先用0. 5M HC1浸泡4_6h，用去离子水洗至pH中性；然后 用0. 5M NaOH浸泡4-6h，用去离子水洗至pH中性；最后用95%乙醇浸泡12h，用去离子水 洗至乙醇被完全除去。
[0024] (2)脱色：将去除菌体后的ε -PL发酵清液（ε -PL浓度为40g/L，pH5)，以3BV/h 的速度压入装填有大孔树脂DA102-B色谱柱（1. 6X20cm)中，收集流出液10BV (流出液相 对于树脂用量的体积）时停止，并终止上样。
[0025] (3)大孔树脂再生：先用去离子水以4BV/h的速度洗至流出液无色，再用5BV40% 乙醇以2BV/h的速度洗至流出液无色。
[0026] 所得产品外观淡黄色，425nm下色素去除率90.6%，ε-PL收率97. 3%，纯度提高 22. 4%。
[0027] 实施例2采用大孔树脂DA201-D
[0028] (1)大孔树脂预处理：首先用1M HC1浸泡4_6h，用去离子水洗至pH中性；然后用 说似0!1浸泡4-611，用去离子水洗至？!1中性；最后用95%乙醇浸泡1211，用去离子水洗至乙 醇被完全除去。
[0029] (2)脱色：将ε -PL离子交换洗脱液（ε -PL浓度为5g/L，ρΗ7· 0)，以2BV/h的速度 压入装填有大孔树脂DA102-D色谱柱（1. 6X20cm)中，收集流出液10BV时停止，并终止上 样。
[0030] (3)大孔树脂再生：先用去离子水以4BV/h的速度洗至流出液接近无色，再用50%
【权利要求】
1. 一种对ε-聚赖氨酸和/或其盐溶液脱色的方法，其特征在于，包括如下步骤： 1) 大孔树脂的预处理：先采用0. 5-2M HC1浸泡、去离子水洗至pH中性、0. 5-2M NaOH 浸泡、去离子水洗至pH中性；然后用体积分数95%的乙醇溶液浸泡、用去离子水洗至乙醇 被完全去除为止； 2) 脱色：将含有5-500g/L ε -PL和/或其盐的溶液以lBV/h-4BV/h的速度压入装填有 大孔树脂的色谱柱中，并收集流出液。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括对大孔树脂进行再生：先用去离子 水以4BV/h的速度洗至流出液无色，再用体积分数20% -60%的乙醇水溶液以2BV/h的速 度洗至流出液无色。
3. 根据权利要求1所述的脱色方法，其特征在于，所述大孔树脂为聚丙乙烯型。
4. 根据权利要求1-3任一所述的脱色方法，其特征在于，大孔树脂为DA201-B、 DA201-C、DA201-C II、DA201-D、SX-8 和 HP-20 中的一种或几种。
5. 根据权利要求1-3任一所述的方法，其特征在于，具体包括以下步骤： 1) 大孔树脂的预处理：首先用0. 5-2M HC1浸泡4-6h，用去离子水洗至pH中性；然后用 0. 5-2M NaOH浸泡4-6h，用去离子水洗至pH中性；最后用95%乙醇浸泡12h，用去离子水洗 至乙醇被完全去除为止； 2) 脱色：将含有5-500g/L ε -PL和/或其盐溶液以lBV/h-4BV/h的速度压入装填有大 孔树脂的色谱柱中，并收集流出液； 3) 大孔树脂的再生：先用去离子水以4BV/h的速度洗至流出液无色，再用体积分数 20% -60%的乙醇水溶液以2BV/h的速度洗至流出液无色。
6. 根据权利要求1所述的脱色方法，其特征在于，所述ε-PL和/或其盐的溶液是发酵 液去除菌体后的清液、经离子交换后的洗脱液、ε -PL和/或其盐粗品的复溶水溶液中的一 种或几种。
7. 根据权利要求1所述的脱色方法，其特征在于，所述步骤2)中用酸碱液调整ε-PL 和/或其盐的溶液pH值为5. 0-9. 0。
【文档编号】C08J3/00GK104098779SQ201410289214
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2014年6月25日 优先权日:2014年6月25日
【发明者】陈旭升, 毛忠贵, 甄斌 申请人:江南大学